USB Type-C是USB-IF協(xié)會(huì)推出的一種新型的高功率USB接口標(biāo)準(zhǔn)，主要用于智能手機(jī)、筆記本電腦和便攜式電子設(shè)備。USB Type-C標(biāo)準(zhǔn)推動(dòng)了USB供電規(guī)范的改變，相對(duì)于傳統(tǒng)的USB接口，USB Type-C接口具有如下幾大優(yōu)點(diǎn)：

● 可配置高達(dá)100 W的充電能力，接口最高可支持5A；
● 支持USB3.2  20Gb/s的數(shù)據(jù)率，USB4是40Gb/s；
● 可正反插，易于連結(jié)，接口插拔壽命大于10000次；
● 接口對(duì)于手機(jī)足夠纖細(xì)，對(duì)筆記本和平板足夠強(qiáng)大；
● 類(lèi)似于USB2.0 Micro-B(標(biāo)準(zhǔn)智能機(jī)接口)尺寸；
● 改善EMI（ 電磁干擾） 及緩和RFI（ 射頻干擾）。

基于以上的優(yōu)勢(shì)，USB Type-C和USB PD正在迅速得到頂級(jí)汽車(chē)電子制造商的支持，開(kāi)始在汽車(chē)前裝系統(tǒng)得到應(yīng)用。一般來(lái)說(shuō)，汽車(chē)鉛酸電池的電壓范圍為9V-36V。而USB Type-C的輸出需要支持5V-20V輸出電壓范圍，如果是可編程電源（PPS）輸出，輸出電壓甚至要覆蓋3.3V-21V的寬輸出電壓范圍。不同于傳統(tǒng)的汽車(chē)電池或其他充電電源的降壓式功率轉(zhuǎn)換，把汽車(chē)電池的供電電壓轉(zhuǎn)換為USB PD輸出，還需要一個(gè)可調(diào)Buck-Boost轉(zhuǎn)換器，以便能夠同時(shí)實(shí)現(xiàn)升壓和降壓功率轉(zhuǎn)換。

慧能泰半導(dǎo)體（Hynetek）聯(lián)合亞德諾半導(dǎo)體技術(shù)有限公司（ADI）推出了一款60W汽車(chē)前裝USB PD解決方案，采用了LT8390+HUSB350的芯片組合，可以通過(guò)汽車(chē)級(jí)EMI標(biāo)準(zhǔn)CISPR 25 Class 5級(jí)的嚴(yán)格考驗(yàn)。圖1給出了一個(gè)完整設(shè)計(jì)的實(shí)物照片。

圖1 LT8390+HUSB350 USB PD實(shí)物照片

LT8390是ADI公司推出的一款獨(dú)特的150kHz-600kHz同步四開(kāi)關(guān)Buck-Boost控制器。它可提供5V至20V的輸出電壓（20V、3 A時(shí)最高輸出60W），以通過(guò)汽車(chē)電池為USB-C設(shè)備供電。如此高的控制器開(kāi)關(guān)頻率使得解決方案尺寸很小，帶寬很高，并且AM無(wú)線(xiàn)電頻帶之外的EMI很低。擴(kuò)頻調(diào)頻和低EMI電流檢測(cè)架構(gòu)均有助于LT8390應(yīng)用通過(guò)CISPR 25 Class 5級(jí)EMI標(biāo)準(zhǔn)的嚴(yán)格考驗(yàn)。

HUSB350是一顆高性能、高集成度的USB PD3.0 PPS協(xié)議芯片，集成了多種方便易用的功能，可以幫助您設(shè)計(jì)一款更可靠，性?xún)r(jià)比更高的產(chǎn)品，圖2給出了規(guī)格書(shū)首頁(yè)。HUSB350的主要規(guī)格如下：

● 通過(guò)USB PD3.0 PPS認(rèn)證，TID：1508；
● 支持多達(dá)五檔FPDO和多達(dá)二檔APDO；
● 自帶VCONN電源和USB電子標(biāo)簽芯片（eMarker ）檢測(cè)，支持5A、148W大功率輸出；
● 智能降功率功能（適用于QFN封裝），支持USB-C + USB-A 任意瓦特?cái)?shù)降功率功能和雙USB-C輸出盲插降功率功能；
● CC引腳支持28V高壓，有效保護(hù)CC腳與VBUS高壓短路的風(fēng)險(xiǎn)；
● 支持多次燒寫(xiě)，可通過(guò)Type-C口快速燒錄。

圖2 HUSB350 規(guī)格書(shū)首頁(yè)

圖3是LT8390+HUSB350組合在汽車(chē)前裝應(yīng)用的系統(tǒng)示意圖。圖4給出了該系統(tǒng)的完整原理圖。

圖3 LT8390+HUSB350在汽車(chē)前裝的應(yīng)用
圖4 LT8390+HUSB350完整原理圖

得益于LT8390的優(yōu)越性能，LT8390+HUSB350系統(tǒng)在5V-20V全輸出電壓保持88%至95%的效率。圖5至圖8給出了不同輸入電壓、不同輸出電壓的效率曲線(xiàn)。

圖5 5V輸出時(shí)的效率曲線(xiàn)
圖6 9V輸出時(shí)的效率曲線(xiàn)
圖7 15V輸出時(shí)的效率曲線(xiàn)
圖8 20V輸出時(shí)的效率曲線(xiàn)

LT8390具有多種獨(dú)特的降低EMI的特性，可實(shí)現(xiàn)高功率轉(zhuǎn)換和低噪聲性能，從而簡(jiǎn)化其在汽車(chē)系統(tǒng)中的實(shí)現(xiàn)。圖9至圖11分別給出了傳導(dǎo)EMI和輻射EMI的性能。

圖9 傳導(dǎo)EMI性能
圖10 輻射EMI性能 – 30MHZ-1GHz
圖11 輻射EMI性能 – 150kHz-30MHz

LT8390+HUSB350系統(tǒng)支持在不同負(fù)載的情況下的輸出電壓動(dòng)態(tài)調(diào)整，實(shí)現(xiàn)所需的母線(xiàn)電壓。圖12至圖13給出了不同負(fù)載電流下輸出電壓動(dòng)態(tài)調(diào)節(jié)的過(guò)程。

圖12 0A和3A負(fù)載電流下輸出電壓從5V調(diào)節(jié)到20V
圖13 0A和3A負(fù)載電流下輸出電壓從20V調(diào)節(jié)到5V

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